Термическая обработка чугунных отливок
Термообработку отливок из чугуна проводят для снятия литейных напряжений и стабилизации размеров, снижения твёрдости и улучшения обрабатываемости, повышения механических свойств, а также износостойкости. Применяют следующие виды термообработки чугунных отливок. Низкотемпературный отжиг применяют для снятия внутренних напряжений. Температуру отжига назначают в зависимости от химического состава чугуна. Отливки из серого чугуна обычно отжигают при 500-700ºС; из высокопрочного чугуна при 550-650ºС; из низколегированного чугуна при 570-600ºС, а из высоколегированного при 600-650ºС. Продолжительность выдержки отливок при температуре отжига зависит от размеров отливки и её конфигурации и обычно составляет 3-10 ч. Сложные отливки, отливки с большей разницей в толщинах стенки отжигают более длительное время. После отжига отливки охлаждают вместе с печью. Механические свойства отливок при такой термообработке практически не изменяются. Графитизирующий отжиг применяют обычно при снижении твёрдости и улучшении обрабатываемости резанием. Отливки нагревают в печах до 680-750ºС. При этом происходит графитизация и частичная сфероидизация эвтектоидного цемента, что снижает твёрдость, улучшает обрабатываемость, но несколько уменьшает прочность чугуна. Высокотемпературный отжиг отливок производят для графитизации первичных карбидов в отбеленном или половинчатом чугуне. Отливки нагревают до 900-960ºС, а затем медленно охлаждают до 300ºС. В отливках образуется перлитная структура, отличающаяся оптимальной твёрдостью и прочностью. Нормализацию применяют для повышения механических свойств и износостойкости чугуна за счёт улучшения его структуры и получения перлитной металлической основы, а также для отливок, имеющих ферритную, ферритно-перлитную или ледебуритно-перлитную структуры. Отливки нагревают до 850-950ºС. При нормализации ферритного или ферритно-перлитного чугуна часть графита растворяется в аустените и за счёт этого количество связанного углерода увеличивается. При нормализации отбеленного чугуна происходит графитизация первичных карбидов. В отливках после охлаждения на воздухе до температуры 500ºС образуется перлитная структура. Для снижения напряжений отливки ниже 500ºС охлаждают медленно, вместе с печью. Закалку и отпуск применяют для отливок из серых, высокопрочных и ковких чугунов с целью повышения прочности, твёрдости и износостойкости. Отливки нагревают до 880-930ºС и охлаждают в масле. Структура отливок – мартенсит. Затем производят отпуск нагревом до 400-600ºС с последующим охлаждением. Отпуск отливок, работающих на износ, производят при 250-300ºС. Отливки из чугуна с шаровидным графитом, работающие на износ, подвергают изотермической закалке. Химико-термическую обработку применяют обычно для получения высокой поверхностной твёрдости отливок из чугуна с шаровидным графитом (втулок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, коленчатых валов). Наиболее часто применяют азотирование поверхностного слоя – процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя азотом при нагреве в аммиаке. Температура азотирования 550-560ºС. Азотированию подвергают поверхности, обработанные резанием. Отжиг для снятия напряжений чугунных отливок. Детали: станина, редуктор, корпус задней бабки, передний бабки, крышка корпуса. - Температура загрузки 200-230ºС. - Скорость нагрева 170º/час. - Температура выдержки 550-600º С. - Продолжительность выдержки 2,5-3 часа. - Продолжительность охлаждения – 6-8 часов скор. 75º/час. - Выгрузка при температуре 150ºС. Термообработка серого отбеленного чугуна. - Нагрев до температуры 850-980ºС.
- Выдержка 4,5-5 часов.
- Охлаждение:
- скорость 100-120ºС в час до температуры 500ºС, - далее на воздухе. |